如何进行绝缘材料高阻测量
绝缘材料又称电介质,是指在直流电压作用下,不导电或导电极微的物质,其电阻率一般大10^10Ω·m。绝缘材料的主要作用是在电气设备中将不同电位的带电导体隔离开来,使电流能按一定的路径流通,还可起机械支撑和固定,以及灭弧、散热、储能、防潮、防霉或改善电场的电位分布和保护导体的作用。因此,要求绝缘材料有尽可能高的绝缘电阻、耐热性、耐潮性,还需要一定的机械强度。
在绝缘材料高阻测量中,对检测电极的有很高的要求,测量绝缘材料的高阻进行过程中,漏电流对测量结果有着直接的影响,所以为了避免漏电流对测量结果的影响,需要在引起测量误差的漏电流线路上安装保护导体,截住有可能引起测量误差的杂散电流,使其不能流经测量回路而影响测量结果。保护导体在测量过程中主要起到两方面的作用:一方面可使表面电流不通过测量仪器,使测量电极下的电场分布更加均匀;另一方面,当测量表面电阻时,还可以使体积电流减小到不能影响表面电阻的测量。
检测电极是对测量结果有直接影响的,制作电极的材料如果选用不当会直接导致检测工作的失败,常用的检测电极制作材料有:铝箔、导电橡皮、喷涂金属层、导电粉末和黄黄铜等等。对不同的待测试样,检测电极的制作也有所不同。
测量原理
热激励去极化电流(thermally stimulated depolarization currents, 简写为TSDC或TSC)是电介质材料在受热过程中建立极化态或解除极化态时所产生的短路电流,俗称“热释电”。通过研究TSDC谱可以了解电介质材料中偶极子和可动离子的性质、激活能(或陷阱深度)、以及弛豫时间(寿命)等。
热刺激电流法(TSC: thermally Stimulated Current)是在研究介质物理的基础上建立并发展起来的,可用于研究介质的微观分子运动。通过TSC曲线可以比较方便地研究介质材料中陷阱、偶极子和可动离子的性质,准确地测量介质材料的活化能E(或陷阱深度)、以及弛豫时间:等微观参数,近年来得到了广泛的重视。根据热刺激电流的测试阶段,热刺激电流法(TSC)具体可分为热刺激极化电流(TSPC:thermally Stimulated polarization Currents)法和热刺激去极化电流(TSDC: thermally stimulateddepolarization Currents)法两种。
对于热刺激去极化电流(TSDC)的测量,如图2所示,首先利用温度控制将试样升温到某一温度(如图2(a)中的(1)Tp,然后合上开关S1,再对试样加电压Vp于一定时间tp后,保持Vp不变,将试样温度急剧降到低温T0,然后打开S1,合上S2,再转向S3,以一定的升温速率β升温。在升温开始时,由于试样温度很低,介质的去极化几乎不能发生,故电路里没有电流流过。随着温度升高,去极化逐渐开始,电路里产生电流,当温度升至某一点时,去极化全部完成,电路里电流随之为零。这一过程形成的电流就是热刺激去极化电流。
绝缘电阻和电阻率测量标准
◇ GBT 1410-2006 材料体积电阻率和表面电阻率试验方法
◇ GBT10581-2006绝缘材料在高温下电阻和电阻率的试验方法
◇ GBT 5594-5 陶瓷材料体电阻率测量标准
◇ GBT 1692-2008 硫化橡胶绝缘电阻率的测定方法